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Die Erfindung betrifft einen Spielzeug-Flugkreisel in der Art einer"Fliegenden Untertasse"mit Verbrennungsmotorantrieb, dessen Propeller innerhalb eines rotationssymmetrischen Propellermantels gelagert ist, der von einem koaxial hiezu angeordneten kreisförmigen Ring umschlossen ist und dessen vertikale Achse mit der Propellerrotationsachse zusammenfällt, wodurch eine nach oben wirkende Hubkraft entsteht, die gepaart ist mit einer durch das Gegendrehmoment des Antriebsmotors entgegen der
Propellerdrehrichtung hervorgerufenen Rotation des Flugkreisels, dessen innerhalb des Propellermantels vorgesehener Antriebsmotor mit koaxial zum Propeller angeordneter Antriebswelle und seitlich abstehendem Motorzylinder sowie ein Kraftstofftank am unteren Ende des Propellermantels auf radialen Stegen befestigt sind,
wobei die Motorzylinderachse parallel zu einem dieser Stege verläuft und ein Auswuchtsgewicht vorgesehen ist.
Es sind Spielzeug-Flugkreisel bekannt die Ähnlichkeit mit den sogenannten "Fliegenden Untertassen" haben. In der USA-Patentschrift Nr. 3, 477, 168 ist z. B. ein solcher Flugkreisel beschrieben.
Im Gebrauch sind diese bekannten Flugkreisel für den Benutzer wenig zufriedenstellend. Beim Start und im Flug eines solchen bekannten Flugkreisels wird dessen Propellerrotationsachse durch Luft- strömungen infolge des Fehlens von rückführenden aerodynamischen Kräften und zu geringer Kreisel- wirkung durch die Gegenrotation, insbesondere beim Loslassen aus der Hand, häufig aus der Vertikalen so stark abgelenkt, dass der Flugkreisel bei laufendem Antriebsmotor mit annähernd horizontal liegender
Propellerrotationsachse abstürzt, wobei der Flugkreisel zumindest teilweise beschädigt und meist unbenützbar wird.
Ein weiterer Nachteil bekannter Flugkreisel besteht darin, dass durch deren kleinflächige Form der Luftwiderstand in Richtung der Propellerrotationsachse relativ zur Schubkraft des Antriebsmotors klein ist, wodurch sie sehr schnell ausschliesslich vertikal hochsteigen und insbesondere bei Windversetzung leicht ausser Sicht geraten oder nach Verbrauch des Kraftstoffes, bei stehendem Antriebsmotor ohne stabilisierende Gegenrotation, sehr schnell seitlich nach unten absinken, ähnlich einem geworfenen Diskus am Boden aufschlagen und im freien Gelände nur schwer oder nicht mehr auffindbar sind.
Flugdauer und Flughöhe müssen deshalb bei bekannten Flugkreiseln kurz bzw. klein gehalten werden, so dass wenig Zeit bleibt den Flug zu beobachten.
Die Erfindung bezweckt, die oben angeführten Nachteile der bekannten Spielzeug-Flugkreisel zu beseitigen und besteht darin, dass bei einem Spielzeug-Flugkreisel der eingangs geschilderten Art, der kreisförmige Ring von einem unmittelbar an diesen anschliessenden kegelstumpfmantelförmigen, den äusseren Teil des schüsselförmigen Flugkreisels bildenden Körper umgeben ist, dessen grösserer Durchmesser oben liegt und dessen Erzeugende unter einem spitzen Winkel, von vorzugsweise 60 , zur Rotationsachse des Flugkreisels geneigt ist, dass zwischen dem kreisförmigen Ring und dem Propellermantel ein diese beiden miteinander verbindender flacher Ring vorgesehen ist,
dass in dem Propellermantel auf einem einzigen diametrischen Steg der Antriebsmotor und der bezüglich der Rotationsachse um 180 zum Motorzylinder versetzt angeordnete Kraftstofftank befestigt sind, und dass unter dem Antriebsmotor eine Lagerbüchse für einen nach unten ragenden, um seine mit der Rotationsachse zusammenfallende Achse drehbaren Zapfen vorgesehen ist, auf dem ein Haltegriff aufgeschraubt ist.
Der kreisförmige Ring und der kegelstumpfmante1förmige Körper haben einen relativ zum Propeller grossen Durchmesser und demzufolge ein entsprechend wirksames Trägheitsmoment, wodurch bei Gegenrotation um die Drehachse des festgehaltenen Haltegriffes, die maximale stabilisierende Kreiselwirkung nicht nur wesentlich erhöht wird, sondern auch bereits vor dem Loslassen aus der Hand hergestellt ist. Dadurch kann der Flugkreisel auch noch bei Windgeschwindigkeiten um zirka 6 m/sec ohne Absturzgefahr gestartet werden.
Der kegelstumpfmantelförmige Körper verursacht beim Einsetzen einer Horizontalbewegung aerodynamische Kräfte, welche die Propellerrotationsachse nach einer Ablenkung durch Luftströmungen immer in die Vertikale zurückführen, wodurch die grundsätzliche Lage des Flugkreisels bei laufendem oder stehendem Antriebsmotor sowohl im Steig- als auch im Sinkflug gleich bleibt.
Die grossflächige Form erhöht den Luftwiderstand und verkleinert somit die Geschwindigkeit in Richtung der Rotationsachse sowohl im Steig- als auch im Sinkflug, wodurch die Flugdauer eines erfindungsgemäss ausgebildeten, mit einem handelüblichen Kleinstmotor für Modelle ausgestatteten Flugkreisels auf zirka 4 min ausgedehnt werden kann und bei stehendem Antriebsmotor ein langsames Absinken mit sanfter Landung aus jeder Höhe gesichert ist. Das ermöglicht in Verbindung mit der guten Sichtbarkeit im Flug, die Steighöhe des Flugkreisels auf zirka 300 m zu vergrössern. Die grossflächige, gut
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sichtbare Form ermöglichst auch ein rasches Wiederauffinden nach der Landung.
Ausserdem ist zwischen
Propellermantel und kegelstumpfmantelförmigem Körper auf dem diese beiden miteinander verbindenden flachen Ring Platz für eine aus Puppen bestehende mitfliegende Besatzung, wodurch die Eignung des erfindungsgemässen Flugkreisels als Spielzeug erhöht wird.
Nach einer Ablenkung der Propellerrotationsachse aus der Vertikalen, im langsamen gut beobacht- baren Steigflug, erfolgt sofort eine stetige Rückführung derselben, wobei die Flugbahn in sich verkleinernden Kreisen langsam um die Vertikale führt.
Nach Verbrauch des gesamten die Flughöhe bestimmenden eingefüllten Kraftstoffes wird das Ende des
Steigfluges durch einige auch in grosser Höhe deutlich sichtbare Trudelbewegungen angezeigt, wonach die
Propellerrotationsachse bei stehendem Antriebsmotor schnell in die Vertikale ausgerichtet wird und der
Flugkreisel langsam und in der gleichen Lage wie im Steigflug sicher zu Boden sinkt.
In den Zeichnungen ist eine beispielsweise Ausbildung des erfindungsgemässen Spielzeug-Flugkreisels dargestellt. Fig. 1 zeigt einen Schnitt nach der Linie A-B in Fig. 2 und Fig. 2 die Draufsicht auf den in
Fig. 1 dargestellten Flugkreisel.
Wie aus den der Zeichnungen ersichtlich, ist an dem unteren Ende eines Propellermantels --1-- ein diametrischer Steg --2-- mittels zweier Befestigungszapfen --3-- befestigt. In der Mitte des diametrischen Steges --2-- ist in einer Lagerbüchse --4-- ein nach unten gerichteter drehbarer Zapfen --5-- gelagert, auf welchem ein Haltegriff --6-- aufgeschraubt ist.
An der Oberseite des diametrischen Steges --2-- ist ein Antriebsmotor --7-- samt einem Propeller - durch zwei Schrauben --21-- fixiert. Am Antriebsmotor --7-- ist ein Kraftstofftank --9-- samt
Kraftstoffschlauch --10-- und Auswuchtschraube --11-- mittels zweier Spannbügel --16-- und zweier
Schrauben --19-- befestigt. Der Propellermantel --1-- ist von einem flachen Ring --13-- und einem daran anschliessenden kreisförmigen Ring --12-- umgeben, der nach aussen in einen kegelstumpfmantelförmigen Körper --14-- übergeht, dessen Erzeugende --20-- mit der Rotationsachse --15-- des Flugkreisels einen spitzen Winkel Ci von vorzugsweise 60 einschliesst. Die Rotationsachse --15-- fällt mit der Drehachse des Propellers --8-- und jener des drehbaren Zapfens --5-- zusammen.
Die Motorzylinderachse --17-- verläuft senkrecht zur Rotationsachse --15-- und parallel zur Stegmittellinie --18--. Die Steigflugrichtung E ist in Fig. 1 zu sehen. In Fig. 2 sind die Propellerrichtung D und die Drehrichtung C des durch das Gegendrehmoment des Antriebsmotors --7-- in Rotation versetzten Flugkreisels eingezeichnet.
Der diametrische Steg --2--, die Lagerbüchse --4-- und die Befestigungszapfen --3-- können vorteilhaft in einem Stück aus hochfestem Polyamid gespritzt werden. Der Propellermantel-l-, der flache Ring --13-- und der kegelstumpfmantelförmige Körper --14-- hingegen können aus superleichtem und elastischem Kunststoff, wie z. B. Styropor, gebildet sein. Der kreisförmige Ring --12-- ist ebenfalls aus elastischem Kunststoff herstellbar, sein Gewicht ist möglichst gross jedoch auf die Schubkraft des Propellers --8-- abgestimmt. Die erprobte Verwendung von handelsüblichen Glühkerzenmotoren mit kleinstem Hubvolumen ergibt minimalen Kraftstoffverbrauch und somit geringe Betriebskosten.
Die besondere Anordnung des Kraftstofftankes u. zw, bezüglich der Rotationsachse --15-- um 180 zum Motorzylinder versetzt, bewirkt bereits einen teilweisen Gewichtsausgleich desselben. Demzufolge kann eine leichtere Auswuchtschraube --11-- verwendet werden. Der Kraftstoffschlauch --10-- ragt von oben dichtend durch den Kraftstofftank --9-- und hat sein Ansaugende in der untern, äusseren Ecke des Kraftstofftankes bezogen auf die Rotationsachse --15--. Dadurch wird die vollständige Absaugung des unter Fliehkrafteinfluss stehenden Kraftstoffes erreicht. Infolgedessen kann die gewünschte Flughöhe durch die eingefüllte Kraftstoffmenge vorausbestimmt werden.
Die sich verringernde Kraftstoffmenge verusacht theoretisch eine Unwucht, welche jedoch praktisch unmerklich ist, da das die Unwucht hervorrufende Trägheitsmoment der Kraftstoffmenge relativ zum Trägheitsmoment des gesamten Flugkreisels sehr klein ist (zirka 1/1000) und deshalb die Flugstabilität eines erfindungsgemässen Flugkreisels nicht stören kann.
Die Motorzylinderachse --17-- und der Kraftstofftank --9-- liegen beide über der Stegmittellinie - des einzigen diametrischen Steges --2--, wodurch der Luftstrom des Propellers --8-- minimal behindert wird und seine Schubkraft wirksam bleibt.
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The invention relates to a toy flying gyro in the form of a "flying saucer" with an internal combustion engine drive, the propeller of which is mounted within a rotationally symmetrical propeller jacket, which is enclosed by a circular ring arranged coaxially and whose vertical axis coincides with the propeller rotation axis, whereby an upward Acting lifting force arises, which is paired with a counter-torque of the drive motor against the
Rotation of the gyro caused by the direction of rotation of the propeller, the drive motor of which is provided within the propeller casing with a drive shaft arranged coaxially to the propeller and a laterally protruding motor cylinder and a fuel tank at the lower end of the propeller casing are fastened on radial webs,
the motor cylinder axis running parallel to one of these webs and a balancing weight being provided.
There are known toy flying tops that are similar to the so-called "flying saucers". In U.S. Patent No. 3,477,168, e.g. B. described such a gyro.
In use, these known gyroscopes are not very satisfactory for the user. When such a known flying gyro takes off and in flight, its propeller axis of rotation is often so strongly deflected from the vertical by air currents due to the lack of returning aerodynamic forces and insufficient gyroscopic effect due to the counter-rotation, especially when it is released from the hand Flying gyro with the drive motor running with an approximately horizontal
Propeller axis of rotation crashes, whereby the gyro is at least partially damaged and mostly unusable.
Another disadvantage of known gyroscopes is that, due to their small-area shape, the air resistance in the direction of the propeller rotation axis is small relative to the thrust of the drive motor, which means that they rise very quickly exclusively vertically and, especially when the wind is shifted, easily get out of sight or after the fuel has been consumed, when stationary Drive motor without stabilizing counter-rotation, sink downwards very quickly, hit the ground like a thrown disc and are difficult or impossible to find in open terrain.
The flight duration and altitude must therefore be kept short or small with known flight gyros, so that little time remains to observe the flight.
The aim of the invention is to eliminate the above-mentioned disadvantages of the known toy flying top and consists in the fact that in a toy flying top of the type described above, the circular ring is surrounded by a directly adjoining truncated cone-shaped body which forms the outer part of the bowl-shaped flying top whose larger diameter is on top and whose generatrix is inclined at an acute angle, preferably 60, to the axis of rotation of the gyro, that a flat ring connecting these two is provided between the circular ring and the propeller casing,
that the drive motor and the fuel tank, which is offset by 180 to the motor cylinder with respect to the axis of rotation, are fastened in the propeller casing on a single diametrical web, and that a bearing bushing is provided under the drive motor for a pin protruding downwards and rotatable about its axis coinciding with the axis of rotation on which a handle is screwed.
The circular ring and the truncated cone-shaped body have a large diameter relative to the propeller and therefore a correspondingly effective moment of inertia, whereby the maximum stabilizing gyroscopic effect is not only significantly increased when the handle is counterrotated around the axis of rotation, but also before it is released from the hand is made. This allows the gyro to be started even at wind speeds of around 6 m / sec without the risk of falling.
The frustoconical shell-shaped body causes aerodynamic forces when a horizontal movement starts, which always return the propeller rotation axis to the vertical after being deflected by air currents, whereby the basic position of the gyro remains the same when the drive motor is running or stopped, both in climbing and descending flight.
The large-area shape increases the air resistance and thus reduces the speed in the direction of the axis of rotation both in ascent and in descent, whereby the flight duration of a flight gyro designed according to the invention and equipped with a commercially available miniature motor for models can be extended to about 4 minutes and with the drive motor stopped a slow descent with a gentle landing is ensured from any height. In conjunction with the good visibility in flight, this enables the climbing height of the gyro to be increased to around 300 m. The large one, good
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The visible shape also enables it to be found quickly after landing.
Also between
Propeller jacket and frustoconical jacket-shaped body on the flat ring connecting these two with each other space for a crew consisting of dolls, whereby the suitability of the flying top according to the invention as a toy is increased.
After a deflection of the propeller rotation axis from the vertical, in a slow, easily observable climb, the same immediately returns, with the trajectory slowly moving around the vertical in decreasing circles.
After all of the fuel that has been filled in, which determines the flight altitude, has been consumed, the end of the
Climbing flight is indicated by some spin movements that are clearly visible even at high altitude, after which the
Propeller rotation axis is quickly aligned in the vertical with the drive motor stopped and the
The gyro sinks slowly and safely to the ground in the same position as when climbing.
The drawings show an example of an embodiment of the toy flying top according to the invention. Fig. 1 shows a section along the line A-B in Fig. 2 and Fig. 2 shows the plan view of the in
Fig. 1 shown gyro.
As can be seen from the drawings, a diametrical web --2-- is attached to the lower end of a propeller casing --1-- by means of two fastening pins --3--. In the middle of the diametrical web --2--, a downwardly directed rotatable pin --5-- is mounted in a bearing bush --4-- on which a handle --6-- is screwed.
A drive motor --7-- including a propeller - is fixed on the top of the diametrical web --2-- by two screws --21--. On the drive motor --7-- there is a fuel tank --9-- including
Fuel hose --10-- and balancing screw --11-- using two clamps --16-- and two
Screws --19-- fastened. The propeller casing --1-- is surrounded by a flat ring --13-- and an adjoining circular ring --12--, which merges outward into a truncated cone-shaped body --14-- whose generatrix --20- - Forms an acute angle Ci of preferably 60 with the axis of rotation --15-- of the gyro. The axis of rotation --15-- coincides with the axis of rotation of the propeller --8-- and that of the rotatable pin --5--.
The motor cylinder axis --17-- runs perpendicular to the rotation axis --15-- and parallel to the web center line --18--. The climb direction E can be seen in FIG. 1. In Fig. 2 the propeller direction D and the direction of rotation C of the gyro set in rotation by the counter torque of the drive motor --7-- are shown.
The diametrical web --2--, the bearing bushing --4-- and the mounting pin --3-- can advantageously be injection-molded in one piece from high-strength polyamide. The propeller jacket-l-, the flat ring -13- and the truncated-cone-shaped body -14-, on the other hand, can be made of super light and elastic plastic, such as B. Styrofoam, be formed. The circular ring --12-- can also be made of elastic plastic, but its weight is as large as possible, but tailored to the thrust of the propeller --8-- The tried and tested use of commercially available glow plug motors with the smallest displacement results in minimal fuel consumption and thus low operating costs.
The special arrangement of the fuel tank u. zw, offset by 180 to the motor cylinder with respect to the axis of rotation --15 - already effects a partial weight compensation of the same. As a result, a lighter balancing screw --11-- can be used. The fuel hose --10-- protrudes sealingly through the fuel tank --9-- and has its suction end in the lower, outer corner of the fuel tank in relation to the axis of rotation --15--. This achieves complete suction of the fuel under the influence of centrifugal force. As a result, the desired flight altitude can be predetermined by the amount of fuel filled.
The decreasing amount of fuel theoretically causes an imbalance, which is practically imperceptible, since the moment of inertia of the amount of fuel causing the imbalance is very small relative to the moment of inertia of the entire gyro (about 1/1000) and therefore cannot disrupt the flight stability of a gyro according to the invention.
The engine cylinder axis --17-- and the fuel tank --9-- both lie above the bridge center line - of the single diametric bridge --2--, which minimally obstructs the airflow of the propeller --8-- and its thrust remains effective.